Wer über die Installation einer Kleinwindkraftanlage nachdenkt, muss sich zuerst die Frage stellen: Wie viel Strom könnte eine Windanlage passender Größe an meinem Standort ungefähr erzeugen? Der Stromertrag hängt vor allem vom Windpotenzial des Grundstücks oder Betriebsgeländes ab. Die Lösung: ein Gutachten für den geplanten Aufstellungsort der Kleinwindanlage.
Im Video werden die wichtigsten Aspekte
zu Standort- und Ertragsgutachten erläutert:
Warum eine individuelle Analyse für meinen Standort?
Warum braucht man eine individuelle Analyse für den eigenen Standort, das heißt fürs Betriebsgelände oder Grundstück? Warum kann man nicht einfach in einer Windkarte für Deutschland nachschauen dort ein Punkt setzen und dann das Windpotenzial ablesen?
Weil die unmittelbare Umgebung der Windanlage entscheidend ist für das Windpotential. Zwei Standorte die nur wenige hundert Meter voneinander entfernt sind, können ein komplett unterschiedliches Windpotential haben.
Vor dem Kauf einer Windanlage muss man als ersten Schritt der Planung deshalb unbedingt das Windpotential in Erfahrung bringen.
Welche Möglichkeiten der Standortanalyse gibt es?
#1 Eigene Vorprüfung
Erster Schritt ist die eigene Vorprüfung, ob ein Betriebsgelände oder Grundstück die grundlegenden Voraussetzungen erfüllt. Dieser Schritt ist unverzichtbar und kann selbst durchgeführt werden.
Auf folgender Themenseite werden die grundlegenden Regeln dargestellt:
>> Ein windstarker Standort ist das A und O
Video zur Standort-Prüfung:
>> zum YouTube-Video
#2 Windmessung
Wenn das Ergebnis der Vorprüfung positiv ist, das heißt der geplante Aufstellungsort eine aussichtsreiche Lage hat, dann kann man mit einer Windmessung die konkreten Winddaten in Erfahrung bringen.
Der Vorteil: es sind gemessene Daten. Wenn das Messequipment eine gute Qualität hat, dann hat man eine solide Datengrundlage.
Der Nachteil: eine Windmessung dauert in der Regel 6 - 12 Monate.
#3 Standortgutachten
Die dritte Möglichkeit ist das Thema dieses Beitrags: ein professionelles Standortgutachten. Eine Fernanalyse am PC, durchgeführt durch ein Ingenieurbüro für Windenergie.
Vorteil: Man bekommt schnell ein Ergebnis.
Nachteil: Es handelt sich um Schätzwerte, keine Messwerte wie bei einer Windmessung. Das heißt man muss von leichten Unsicherheiten ausgehen.
Welche Technik und Methoden setzen Ingenieurbüros ein?
Im Prinzip werden die Landschaft und die Windverhältnisse im Computer modelliert und simuliert. Basis der Berechnung ist ein 3D-Geländemodell des Standorts und dessen Umgebung. Das betrifft das Relief der Landschaft, Landnutzung wie Wald, Landwirtschaft oder Siedlungen, als auch die Berücksichtigung einzelner Hindernisse, die den Wind blocken könnten.
Dabei kommt professionelle Software wie WAsP und windPRO zum Einsatz. WAsP wurde von der Technischen Universität Dänemark entwickelt und ist seit 25 Jahren der Industriestandard für die Evaluierung des Windenergiepotenzials.
Für sehr komplexe Standorte und Landschaften wie z.B. im Hochgebirge werden auch 3D-Strömungsmodelle (CFD) angewendet. Es hängt also vom konkreten Standort, von der einzelnen Lage ab, welche Analysetools die Profis in den Ingenieurbüros einsetzen. CFD steht für computational fluid dynamics.
Wenn Windanlagen in der Nähe sind, kann man deren monatlichen Stromerträge eventuell als Maßstab nehmen. Man kann besser abschätzen, wie die Erträge am eigenen Standort sein würden.
Und natürlich werden professionelle Winddaten als Grundlage genommen, die in Wetterstationen aufgezeichnet wurden. Nicht nur vom Deutschen Wetterdienst, sondern auch kostenpflichtige Daten von privat betriebenen Messstationen.
Wichtig ist auch die Betrachtung eines relevanten Windindex. Das sind historische Winddaten für eine Region. Es gibt windschwache Jahre und windstarke Jahre. Aus diesem Rückblick werden für deinen Standort Mittelwerte für die Zukunft abgeleitet.
Mögliche Bestandteile eines Kleinwindkraft-Gutachtens
Der erste und wichtigste Wert bezieht sich auf das Windpotenzial eines Standorts. Wir reden hier von den Windverhältnissen in einer Höhe von 10 - 50 Metern, die für Kleinwindkraftanlagen typisch sind. Ermittelt werden die mittlere Jahreswindgeschwindigkeit, aber auch die Häufigkeitsverteilung der Windgeschwindigkeiten.
Liegt die Kennlinie einer Windanlage vor, kann man den jährlichen Stromertrag der Windkraftanlage ableiten. Die Kennlinie wird in Beziehung gesetzt zur Weibull-Verteilung, welche die Häufigkeit der am Standort zu erwartenden Windgeschwindigkeiten darstellt.
Ein Gutachten berechnet Schätzwerte. Insofern ist die Bestimmung des Windpotentials und der Stromerträge der Windanlage mit Unsicherheiten behaftet. Deshalb ist ein Sicherheitsabschlag sinnvoll. Man geht bei der eigenen Kalkulation der Wirtschaftlichkeit eines Projekts vorsichtshalber von geringeren Stromerträgen aus. In manchen Gutachten wird ein prozentualer Sicherheitsabschlag empfohlen. Der bemisst sich nach der Komplexität des Standorts als auch der Qualität der Eingangsdaten.
Wenn die Entscheidung zur Installation einer Kleinwindkraftanlage getroffen wurde, kann ein Schall-Gutachten hilfreich sein. Das Gutachten zeigt auf einer Karte, wie sich der Schall in der Umgebung ausbreitet und ob bei den nächstgelegenen Gebäuden die Grenzwerte der TA Lärm eingehalten werden.
Man kann auch die Ausbreitung des Schattenwurfs der sich drehenden Rotorblätter ermitteln. Generell ist das aber ein geringfügiges Problem bei Kleinwindanlagen.
